有色金属及其合金课件
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《有色金属及其合金 》课件
在电子工业中的应用
总结词
电子工业中大量使用有色金属及其合金，如铜、铝、镍等，用于制造集成电路、连接器 和散热器等。
详细描述
在电子工业中，有色金属及其合金发挥着至关重要的作用。例如，铜及铜合金用于制造 集成电路的引线和连接器等，铝及铝合金用于制造电子元件的散热器和印刷电路板等。 这些合金具有良好的导电性、导热性和可加工性，能够满足电子工业对高性能材料的需
组织
合金中各种相的分布和形态。
3
合金相图与组织的关系
合金的组织取决于其成分和热处理条件，而相图 是研究合金组织和性能的重要工具。
合金化对性能的影响
力学性能
合金化可以改变金属的强度、硬度、韧性等力 学性能，以满足不同应用场景的需求。
物理性能
合金化可以改变金属的导电性、导热性、磁性 等物理性能。
化学性能
合金化概念
合金化
将两种或两种以上的金属元素或非金属元素与一种金 属元素结合，形成具有金属特性的合金的过程。
合金化概念的意义
通过合金化可以改变金属的物理、化学和机械性能， 以满足不同领域的需求。
合金化的应用
在汽车、航空航天、能源、电子等领域得到广泛应用 。
合金相图与组织
1 2
相图
表示合金在不同温度和成分下的相组成和相变规 律的图形。
生产流程
原料准备
包括矿石的破碎、磨细、选矿 等工序，以获得高品位精矿。
冶炼
根据矿石类型和所需金属种类 选择合适的冶炼方法，提取金 属。
加工
将提取出的金属进行铸造、轧 制、锻造或焊接等加工，制成 所需形状和性能的金属制品。
质量检测与控制
对金属制品进行质量检测和控 制，确保产品质量符合要求。
工程材料-有色金属及其合金PPT
造性能和耐热性较差。
鼓风机用密封件(ZL102) 及抗空架件(ZL301)
.
15
4.铸造铝 – 锌合金 ( ZL401、ZL402 ) : 具有良好的铸造性,经变质处理和
时效处理后,强度高,但耐蚀性差。
大型空压机活塞(ZL401)
.
16
三、 铜及铜合金
（一）.铜的性能特点:密度大;导电及导热 性能好;抗大气腐蚀性好;塑性高;强 度低;无磁性;无打击火花;加工工艺 性好等。 工业纯铜 T1～T4，
普通青铜 ( 锡青铜 ) ( tin bronze )
特殊青铜 ( 无锡青铜 ) ( tin – free bronze )
.
27
青铜牌号的表示方法
Z Q Sn10 – 1
.
其它合金元 素含量为1% 主加元素锡其含 量为WSn = 10% 青铜
铸造
28
一) 锡青铜 ( tin bronze )
叶片(2A11)等重要零件。
（2）铝锰合金（防锈铝合金） 成分：AL—Mn（主）－Mg Mn,Mg的作用： 提高抗腐蚀性能及塑性，固溶强化
.
10
性能：抗蚀性高，塑性好，不能热处理强化，可冷变形强化。 应用：油箱、 油管（罐）、铆钉（3A21）等。
（3）铝锌合金（超硬铝）
成分：Al－Zn－Cu－Mg
纯铝的牌号：四位字符（以1开头，第二位表示纯铝的成分 状况，第三、四位表示铝的质量分数小数点后两位数。）
二、铝合金：
向铝中加入合金元素 → 铝合金 。
常加的合金元素 ：主：Cu,Mg,Si,Zn,Mn等；
微：Ti,Z. r,Cr,B等；
4
共晶点
合金元素
1 铝合金的分类
变形铝合金 （D以左）
鼓风机用密封件(ZL102) 及抗空架件(ZL301)
.
15
4.铸造铝 – 锌合金 ( ZL401、ZL402 ) : 具有良好的铸造性,经变质处理和
时效处理后,强度高,但耐蚀性差。
大型空压机活塞(ZL401)
.
16
三、 铜及铜合金
（一）.铜的性能特点:密度大;导电及导热 性能好;抗大气腐蚀性好;塑性高;强 度低;无磁性;无打击火花;加工工艺 性好等。 工业纯铜 T1～T4，
普通青铜 ( 锡青铜 ) ( tin bronze )
特殊青铜 ( 无锡青铜 ) ( tin – free bronze )
.
27
青铜牌号的表示方法
Z Q Sn10 – 1
.
其它合金元 素含量为1% 主加元素锡其含 量为WSn = 10% 青铜
铸造
28
一) 锡青铜 ( tin bronze )
叶片(2A11)等重要零件。
（2）铝锰合金（防锈铝合金） 成分：AL—Mn（主）－Mg Mn,Mg的作用： 提高抗腐蚀性能及塑性，固溶强化
.
10
性能：抗蚀性高，塑性好，不能热处理强化，可冷变形强化。 应用：油箱、 油管（罐）、铆钉（3A21）等。
（3）铝锌合金（超硬铝）
成分：Al－Zn－Cu－Mg
纯铝的牌号：四位字符（以1开头，第二位表示纯铝的成分 状况，第三、四位表示铝的质量分数小数点后两位数。）
二、铝合金：
向铝中加入合金元素 → 铝合金 。
常加的合金元素 ：主：Cu,Mg,Si,Zn,Mn等；
微：Ti,Z. r,Cr,B等；
4
共晶点
合金元素
1 铝合金的分类
变形铝合金 （D以左）
08 金属材料热处理 第八章 有色金属及其合金 课件.
二) 时效强化 ( ageing strengthening )
1.定义: 在固溶处理后的合金随时间延 续而发生进一步强化的现象。 2.背景资料: 1906年德国 Duralumin首次发现。 1910年德国A· Welmer 发明并获专利。 1916年用于制造飞机。 1938年 Guinier – Preston 建立学说。
青铜牌号的表示方法
Z Q Sn10 – 1 其它合金元 素含量为1% 主加元素锡其含 量为WSn = 10% 青铜 铸造
一) 锡青铜 ( tin bronze )
压力加工 铸造成形 α α+δ σb δ δ
3 710 14
锡青铜铸造组织金相图
锡青铜铸造组织 ( 真空镀膜 )
53×
二) 特殊青铜 ( 无锡青铜 ) ( tin – free bronze )
3.常用的特殊黄铜
海军黄铜 --- HSn62 - 1 易切削黄铜 --- HPb59 - 1
H62 – 1 海军黄铜金相组织图
62Cu – 37Zn – Sn 海军黄铜铸造组织 ( 化染 ) 600
硅黄铜铸造组织金相图
硅黄铜铸造组织 ( 化染 )
50×
铅黄铜退火组织金相图
铅黄铜铸造组织 ( 化染 )
1.铸造铝 – 硅合金 ( ZL101～ZL111 ) :
ZL102合金铸造组织 ( 化染 )
55× 活塞(裙部为铝硅合金)
2.铸造铝 – 铜合金 ( ZL201～ZL203 ) : 有较高的强度、塑性及耐热性,但铸 造性能和耐蚀性较差。
汽缸头
铝铜合金铸造组织 ( 化染 ) 210×
3.铸造铝 – 镁合金 ( ZL301、ZL302 ) : 有较高的强度、韧性及耐蚀性,但铸 造性能和耐热性较差。
83第八章 有色金属及其合金铝合金PPT课件
• 少量的铜，特别是银，可提高应力腐蚀抗力，但银昂贵， 工业合金很少采用。
• 锌、镁和铜 在Al-Zn-Mg的基础上加入 铜，形成了Al-Zn-Mg-Cu系超硬铝，其 强化效果在所有铝合金中最大的，是重 要的航空航天铝合金。
合金中的铜大部分溶入η（MgZn2） 和T（Al2Mg3Zn3）相中，少量溶入α（ Al）中。
• 铜和镁 以铜和镁为主要合金元素，形成Al-CuMg合金系列，即硬铝系列，这是变形铝合金中 十分重要的一类合金。
该系列的合金有两个主要强化相，即 θ(CuAl2)和S(A12CuMg) 。硬铝中以S相的过渡 相强化效果最好，θ相的过渡相强化效果稍次， 合金中同时存在S和θ的过渡相时，强化效果最 大。S相的过渡相还有一定的耐热性。一般说来 ，若按质量计算，Cu:Mg≤2.6时，形成S相； Cu:Mg>2.6时，形成S+θ相或θ相。
2020/11/3
20
（2）时效强化： 又称沉淀强化。
铝合金经固溶处理（也称淬火）后在室温或较高的
环境温度下，随着停留时间的延长其强度、硬度升高，
塑性和韧性下降的现象。
固溶处理
过饱和固溶体
强、硬度提高
时效
过饱和固溶体分解
强、硬度大幅提高
2020/11/3
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（3）过剩相强化
• 如果铝中加入合金元素的数量超过了极限溶解度，则在固溶
• 与固溶体平衡的相为A18Mn5，其热处理强 化作用不明显，故二元Al-Mg合金为热处理 不强化的合金。而A18Mg5相的形态和分布 对合金抗蚀性能有明显的影响，如果沿晶 界呈链状分布，将造成晶问腐蚀和应力腐 蚀开裂；如果呈弥散状态分布于晶内和晶 界，则合金的抗蚀性能明显提高。
• 锰：锰在铝中的固溶度较低，固溶强
有色金属及其合金.ppt
8
第九章 非铁金属及其合金
§1 铝及其合金
三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效)
1．退火
(1) 再结晶退火再结晶温度以上保温后空冷，以消 除变形的加工硬化，提高塑性。
(2) 低温退火消除内应力，适当增加塑性，通常 在180～300℃保温后空冷。
(3) 均匀化退火消除铸锭或铸件的成分偏析及内应 力，提高塑性，通常在高温长时间保温后空冷。
2020年1月25日星期六
5
第九章 非铁金属及其合金
二、铝合金的分类
§1 铝及其合金
铝 中 加 入 适 量 Si、Cu、Mg、Zn、Mn 等 主 加 元 素和Cr、Ti、Zr、B、Ni等辅加元素，组成铝合 金，可提高强度并保持纯铝的特性。
根据成分和生产工艺分两大类：
1) 变形铝合金
2) 铸造铝合金
第九章 非铁金属及其合金
§1 铝及其合金
三、铝合金的热处理(退火、淬火和时效)
3. 时效
时 效：将淬火后的铝合金，在室温或低温加 热下保温一段时间，随时间延长其强度、硬度显著升 高而塑性降低的现象。
自然时效：室温下进行的时效； 人工时效：低温加热下进行的时效。
时效实质：第二相从过饱和、不稳定的单一α固 溶体中析出和长大，由于第二相与母相（α相）的共 格程度不同，使母相产生晶格畸变而强化。
第九章 非铁金属及其合金
§1 铝及其合金 §2 铜及其合金 §3 钛及其合金 §4 轴承合金 §5 其它非铁合金
2020年1月25日星期六
1
第九章 非铁金属及其合金
绪论
除铁之外的其它金属称为非铁金属：
轻金属ρ＜4.5g/cm3如Al、Mg、K、Na、Ca等。
重金属ρ＞4.5g/cm3如Cu、Zn、Ni、Sn、Pb、Co等。
第9章 有色金属及其合金综述PPT课件
1．铜合金的分类及牌号表示方法
（1）铜合金的分类 通常有下列两种分法：
①按化学成分 铜合金可分为黄铜、青铜及白铜（铜镍合金）三大类 • 黄铜是以锌为主要合金元素的铜-锌合金。 有普通黄铜和特殊黄铜
（或复杂黄铜）。
• 青铜是以除锌和镍以外的其它元素作为主要合金元素的铜合金。按其 所含主要合金元素的种类可分为锡青铜、铅青铜、铝青铜、硅青铜等。
黄铜棒
（3）特殊黄铜 在普通黄铜 基础上，再加入其它合金
元素所组成的多元合金称 为特殊黄铜。
• 合金元素:锡、铅、铝、硅、锰、 铁等。
• 命名: 依据加入的第二合金元素，
如锡黄铜、铅黄铜、铝黄铜等。
黄
• 性能：性能提高，工艺性能改
铜
善
制
品
• 牌号 HSi80-3
• 应用举例：船舶零件，在海水、淡水和蒸汽﹙＜ 265℃ 条件下工作的零件)
3．青铜
• 青铜（bronze）是人类应用最 早的一种合金，原指铜锡合金。
• 性能：流动性差，偏析倾向大 及易形成分散缩孔 。 收缩率小， 抗蚀性比纯铜和黄铜好 。
青铜制品
• 按照生产方式分类： 压力加工青 铜和铸造青铜
• 牌号：ZCuSn10P1，(ZQSn10-1)
船用青铜软 管快速接头 阀(锡青铜阀 体、阀盖)
飞机翼梁(腹板 为硬铝合金)
（3）铝-铜-镁-锌系合金 这 类合金又叫超硬铝。
• 应用：飞机上受力大的结 构零件，如起落架、大梁 等。在光学仪器中，用于 要求重量轻而受力较大的 结构零件。 飞 机 主 起 落 架
（4）铝-铜-镁-硅系合金 这 类合金又叫锻铝。
• 特点：力学性能与硬铝相近， 但热塑性及耐蚀性较高，更适 于锻造 。
（1）铜合金的分类 通常有下列两种分法：
①按化学成分 铜合金可分为黄铜、青铜及白铜（铜镍合金）三大类 • 黄铜是以锌为主要合金元素的铜-锌合金。 有普通黄铜和特殊黄铜
（或复杂黄铜）。
• 青铜是以除锌和镍以外的其它元素作为主要合金元素的铜合金。按其 所含主要合金元素的种类可分为锡青铜、铅青铜、铝青铜、硅青铜等。
黄铜棒
（3）特殊黄铜 在普通黄铜 基础上，再加入其它合金
元素所组成的多元合金称 为特殊黄铜。
• 合金元素:锡、铅、铝、硅、锰、 铁等。
• 命名: 依据加入的第二合金元素，
如锡黄铜、铅黄铜、铝黄铜等。
黄
• 性能：性能提高，工艺性能改
铜
善
制
品
• 牌号 HSi80-3
• 应用举例：船舶零件，在海水、淡水和蒸汽﹙＜ 265℃ 条件下工作的零件)
3．青铜
• 青铜（bronze）是人类应用最 早的一种合金，原指铜锡合金。
• 性能：流动性差，偏析倾向大 及易形成分散缩孔 。 收缩率小， 抗蚀性比纯铜和黄铜好 。
青铜制品
• 按照生产方式分类： 压力加工青 铜和铸造青铜
• 牌号：ZCuSn10P1，(ZQSn10-1)
船用青铜软 管快速接头 阀(锡青铜阀 体、阀盖)
飞机翼梁(腹板 为硬铝合金)
（3）铝-铜-镁-锌系合金 这 类合金又叫超硬铝。
• 应用：飞机上受力大的结 构零件，如起落架、大梁 等。在光学仪器中，用于 要求重量轻而受力较大的 结构零件。 飞 机 主 起 落 架
（4）铝-铜-镁-硅系合金 这 类合金又叫锻铝。
• 特点：力学性能与硬铝相近， 但热塑性及耐蚀性较高，更适 于锻造 。
第八章有色金属及其合金-PPT精品
Al-Cu-Mg系，它有强烈的时效强化作 用，经时效处理后具有很高的硬度、强度， 同时具有优良的加工工艺性能。含Cu、Mg 量低的硬铝合金，强度低而塑性高，Cu、 Mg量高则强度高、塑性低。
硬铝合金淬火+人工时效，有晶间腐蚀倾 向，故多采用淬火+自然时效。
3、超硬铝合金 LC3、LC4、LC5、LC6、LC9
Al-Zn-Mn-Cu系：
强度达500～700MN/m2，主合金元素是Zn、 Mn、 Cu，同时加入少量的Mg、Cr、Ti。
热处理特点：淬火+人工时效
因为自然时效时间太长50～60天，且自然 时效有较大的应力腐蚀倾向。
4、锻铝合金 LD2、LD5、LD6、LD10
Al-Mn-Si-Cu系合金具有优良的锻造工艺性能。 热处理特点：自然时效很难达到最大的强化
第八章 有色金属及其合金 non-ferrous metal and alloy
本章教学目的：
1、掌握铝合金、铜合金的强化机理及组 织、性能特点
2、熟悉铝合金、铜合金的章重点：1、铝合金的强化机理及组织、性能 2、铜合金的强化机理及组织、性能
本章难点：铝合金、铜合金的强化机理
铸造铝合金
如： ZL102 表示第2号铝硅铸造合金
ZL405 表示第5号铝锌铸造合金
2、变形铝合金的牌号
防锈铝 硬铝 超硬铝 锻铝
LF+顺序号 LY+顺序号 LC+顺序号 LD+顺序号
“LF5” “LY12” “LC4” “LD5”
七、常用铸造铝合金
1、 Al-Si 系铸造铝合金（硅铝明）
a、简单硅铝明
故含氧铜应在氧化性气氛中进行退火、热加工。
缺点：抗蚀性差，热裂倾向大。
硬铝合金淬火+人工时效，有晶间腐蚀倾 向，故多采用淬火+自然时效。
3、超硬铝合金 LC3、LC4、LC5、LC6、LC9
Al-Zn-Mn-Cu系：
强度达500～700MN/m2，主合金元素是Zn、 Mn、 Cu，同时加入少量的Mg、Cr、Ti。
热处理特点：淬火+人工时效
因为自然时效时间太长50～60天，且自然 时效有较大的应力腐蚀倾向。
4、锻铝合金 LD2、LD5、LD6、LD10
Al-Mn-Si-Cu系合金具有优良的锻造工艺性能。 热处理特点：自然时效很难达到最大的强化
第八章 有色金属及其合金 non-ferrous metal and alloy
本章教学目的：
1、掌握铝合金、铜合金的强化机理及组 织、性能特点
2、熟悉铝合金、铜合金的章重点：1、铝合金的强化机理及组织、性能 2、铜合金的强化机理及组织、性能
本章难点：铝合金、铜合金的强化机理
铸造铝合金
如： ZL102 表示第2号铝硅铸造合金
ZL405 表示第5号铝锌铸造合金
2、变形铝合金的牌号
防锈铝 硬铝 超硬铝 锻铝
LF+顺序号 LY+顺序号 LC+顺序号 LD+顺序号
“LF5” “LY12” “LC4” “LD5”
七、常用铸造铝合金
1、 Al-Si 系铸造铝合金（硅铝明）
a、简单硅铝明
故含氧铜应在氧化性气氛中进行退火、热加工。
缺点：抗蚀性差，热裂倾向大。
第7章 有色金属及其合金PPT课件
10
硬铝合金分为以下3类： (1)低合金硬铝：如2A01(LY1)。合金中镁和铜含量较低，
塑性好，强度低，可进行淬火自然时效，但时效速度较 慢，主要用于制作铆钉。 (2)标准硬铝：如2A11(LY11)为标准硬铝。合金元素含 量中等，强度和塑性均属中等水平。经退火后工艺性能 良好，可以进行冷弯、冲压等工艺过程；时效后，切削 加工性也比较好。主要用于制作中等负荷的结构零件 （3）高合金硬铝：如2A12(LY12)，2A06(LY16)等。合 金中镁和铜等合金元素含量较多，强度和硬度较高，但 塑性及变形加工性能较差， 主要用于制作航空模锻件 和重要的销、轴等零件
××××
序号
改型情况,0、A表示原始合金,其余为改型合金
铝合金组别,表示主加元素种类
第一位数字为1~9: 1为纯铝、2 为以铜为主合金元素、3 为以锰为主合
金元素、4 以硅为主合金元素、5 以镁为主合金元素、 6以镁硅为主合金元素、7 锌为主合金元素、8 其它元素 为主合金元素的、9 备用合金组。
6
在室温下进行的时效强化又称为自然时效。 将淬火后的铝合金略微加热(150ºC)进行时效， 则称为人工时效。
铝合金的强化方式主要有固溶强化、加工硬 化、时效强化、细晶强化等。
根据其主要性能特点，形变铝合金又分为防 锈铝、硬铝、超硬铝、锻铝合金等。
7
形变铝合金牌号采用国际四位数字体系和四位字符 体系表示:
它们的代号是以ZL+三位数表示，第 一位数字以1， 2，3，4 分别代表铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金和铝 锌合金；第二、三位数字表示各自的序号。
如ZL101为01号铸造铝硅合金、ZL302即为02号铸
造铝镁合金。 牌号用Z+基本铝元素符号+主加合金元素符号+主加
硬铝合金分为以下3类： (1)低合金硬铝：如2A01(LY1)。合金中镁和铜含量较低，
塑性好，强度低，可进行淬火自然时效，但时效速度较 慢，主要用于制作铆钉。 (2)标准硬铝：如2A11(LY11)为标准硬铝。合金元素含 量中等，强度和塑性均属中等水平。经退火后工艺性能 良好，可以进行冷弯、冲压等工艺过程；时效后，切削 加工性也比较好。主要用于制作中等负荷的结构零件 （3）高合金硬铝：如2A12(LY12)，2A06(LY16)等。合 金中镁和铜等合金元素含量较多，强度和硬度较高，但 塑性及变形加工性能较差， 主要用于制作航空模锻件 和重要的销、轴等零件
××××
序号
改型情况,0、A表示原始合金,其余为改型合金
铝合金组别,表示主加元素种类
第一位数字为1~9: 1为纯铝、2 为以铜为主合金元素、3 为以锰为主合
金元素、4 以硅为主合金元素、5 以镁为主合金元素、 6以镁硅为主合金元素、7 锌为主合金元素、8 其它元素 为主合金元素的、9 备用合金组。
6
在室温下进行的时效强化又称为自然时效。 将淬火后的铝合金略微加热(150ºC)进行时效， 则称为人工时效。
铝合金的强化方式主要有固溶强化、加工硬 化、时效强化、细晶强化等。
根据其主要性能特点，形变铝合金又分为防 锈铝、硬铝、超硬铝、锻铝合金等。
7
形变铝合金牌号采用国际四位数字体系和四位字符 体系表示:
它们的代号是以ZL+三位数表示，第 一位数字以1， 2，3，4 分别代表铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金和铝 锌合金；第二、三位数字表示各自的序号。
如ZL101为01号铸造铝硅合金、ZL302即为02号铸
造铝镁合金。 牌号用Z+基本铝元素符号+主加合金元素符号+主加
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No 铸仪表，汽车零件外壳等。
特点： 1. 比重大。 2. 铸造性能好，可以压铸形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光
Image 滑。 3. 可进行表面处理：电镀、喷涂、喷漆。 4. 熔化与压铸时不吸铁，不腐蚀压型，不粘模。 5. 有很好的常温机械性能和耐磨性。 6. 熔点低，在385℃熔化，容易压铸成型。
No Image
4.铝合金的热处理
No Image
（1）退火。 （2）淬火（固溶）与时效。 对除了纯 铝、防锈铝和简单铝硅合金以外大多数 铝合金都可以采用淬火与时效的热处理 方法。
5.7.2 铜及铜合金
Copper Alloy
铜的密度 8.94g/cm³，重 金属，熔点1084℃。 具有极高的热导率与电导率， 其导电性仅次于银而居金属的第二位，
No Image
含锆的镁合金。添加稀土元素适于300℃下环境使用，添加
锌元素有良好的强度与塑性。
谢谢观赏
铝锌系 ZL4××
铝合金制造的机翼
铝中加入Mn、Mg形成的Al-Mn、Al-Mg合金具有很
好的耐蚀性，良好的塑性和较高的强度，称为防锈
铝合金，用于制造油箱、容器、管道、铆钉等。 硬铝合金的强度较防锈铝合金高，但防蚀性能
有所下降，这类合金有Al-Cu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn 系。新近开发的高强度硬铝，强度进一步提高，而
银白色，熔点1668℃，密度4.5g/cm3 1. 密度小、比强度高; 2. 耐热性好; 3. 耐蚀性能优异; 4. 化学性质十分活泼;
在真空或惰性气体中进行生产. 5. 成本高，价格贵。 自1952年正式作为结构材料使用以来发展极为迅速，在航空工业和化 学工业中得到了广泛的应用。
•
合金元素依对钛合金相图的影响可以分3类：
中性元素（锆、锡等）、α稳定化元素（铝、氧、
氮和碳等）和β稳定化元素（同晶型有钒、铌等；
共析型有铁、锰、铜等）。
与钢相似，同素异构转变是钛合金的组织、性能多样性的基础。
钛合金退火组织可分为α型（TA）、β型（TB）和α+β 型（TC）。
No Image
钛合金手表
No Image
美F-22战机约36%重量的零件用 钛合金制造
zinc alloy
1.镁及镁合金
No Image
镁密度为1.74g/cm³，熔点为650℃。
No 其差的耐蚀性和低的抗氧化性使镁作为结构材料的应用比例不高。
Image
近年来作为新一代轻合金结构材料，镁合金得到了大力开发。
No Image
两类镁合金：
No Image
含铝的镁合金。 具有高的强度和塑性，良好的耐大气腐蚀性
表5-14 常用有色金属与铁的性能比较
名称
铝 铜 钛 锌 镁 铁
元素 符号
Al Cu Ti
Zn Mg Fe
原子 序数
13 29 22
30 12 26
密 晶体结 度构
2.70 画心立方 8.94 画心立方 4.51 密排六方
7.14 密排六方 1.74 密排六方 7.87 体心立方
熔 弹性 热导 电阻 点 模量 率 率
N 是抗磁材料。较高的塑性和耐蚀性， I o 高的弹性极限和疲劳强度。铜容易冷热成 mage 型，并具有高的循环再利用性。
按主加合金元素分类：
纯铜
导电及导热性能好，
抗大气腐蚀性好，塑性高，加工性
好， 无磁性冲击无火花等。
黄铜（Cu-Zn) 黄铜合金依成分其
力学和成形、加工性、铸造性、腐
蚀性等各异。
No
密度比普通硬铝减小15%，且能挤压成型，可用作 摩托车骨架和圈轮等构件。
Al-Li合金可制作飞机零件和承受载重的高级运 动器材。
Image
目前高强度铝合金广泛应用于制造飞机、舰艇
和载重汽车等，可增加它们的载重量以及提高运行
速度，并具有抗海水侵蚀，避磁性等特点。
图5-11 铝合金相图及分类示意图
物理性能：导电性好：Ag、Cu、Al； 磁性材料：Co； 超导材料；防辐射材料：Pb
化学性能：耐蚀性 Cu、Ti、Al、Zn等； Ti合金耐蚀性非常好；Zn产m Alloy
1.性能特点：
1、低密度; 2、导电及导热性能好; 3、抗大气腐蚀性好; 4、高比强度；
建筑
航空航天
军事
铝的 主要应用领域
交通运输
2.纯铝
分 类
高纯铝 99.99% 工业高纯铝 99.9% 工业纯铝 99%
铝无同素异构转变，故纯铝不能通过热处 理强化，通过冷塑性变形即加工硬化后强度 升高，但塑性降低。
3.铝合金
不能热处理强化
形变铝合金
铝合金
No能热处理强化 铝硅系 ZL1××
Image 铸造铝合金 铝铜系 ZL2×× 铝镁系 ZL3××
660 69
237 28.2
1084 110 401 16.78
1668 117 21.9 420
419 108 650 48 1538 209
116 59 156 43.9 80.4 96.1
力学性能：比强度高（σ/d），高温强度好； 例如:Al、Ti；用于航空、航天； Ni基合金工作温度800-1000℃、Mo基1300℃
青铜（Cu-Sn）是人类使用历史最
久的金属材料,Zn的加入明显地提
高了铜的强度，并使其塑性得到改
善，抗腐蚀性增强。
白铜（Cu-Ni） 有优异的耐蚀性和
高的电阻，故可用作苛刻腐蚀条件
下工作的零部件和电阻器的材料。
纯铜组织
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5.7.3 钛及钛合金
性能特点：
Titanium Alloy
有色金属及其合金课件
概述
定义 : 除黑色金属 ( 钢、铁 ) 以外的所有金属。
例如：Cu、Al、Zn、Ag、Pb等。
分类
重金属(密度＞3.5) Cu、Ni 等。 轻金属(密度＜3.5) Al、Mg 等。 贵重金属 Au、Ag、Pt 等。 稀有金属 W、Ti、Ra、Nb 等。 半金属 Si、Te、B 等。
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5.7.4 其他有色金属及合金
1.锌及锌合金
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锌是一种蓝白色金属，密度为7.14克/立方厘米，熔点为419.5℃，化学 性质活泼，在常温空气中生成碱式碳酸锌膜。
锌合金的主要添加元素有铝，铜和镁等.锌合金按加工工艺可分为形 变与铸造锌合金两类.铸造锌合金流动性和耐腐蚀性较好，适用于压
特点： 1. 比重大。 2. 铸造性能好，可以压铸形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光
Image 滑。 3. 可进行表面处理：电镀、喷涂、喷漆。 4. 熔化与压铸时不吸铁，不腐蚀压型，不粘模。 5. 有很好的常温机械性能和耐磨性。 6. 熔点低，在385℃熔化，容易压铸成型。
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4.铝合金的热处理
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（1）退火。 （2）淬火（固溶）与时效。 对除了纯 铝、防锈铝和简单铝硅合金以外大多数 铝合金都可以采用淬火与时效的热处理 方法。
5.7.2 铜及铜合金
Copper Alloy
铜的密度 8.94g/cm³，重 金属，熔点1084℃。 具有极高的热导率与电导率， 其导电性仅次于银而居金属的第二位，
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含锆的镁合金。添加稀土元素适于300℃下环境使用，添加
锌元素有良好的强度与塑性。
谢谢观赏
铝锌系 ZL4××
铝合金制造的机翼
铝中加入Mn、Mg形成的Al-Mn、Al-Mg合金具有很
好的耐蚀性，良好的塑性和较高的强度，称为防锈
铝合金，用于制造油箱、容器、管道、铆钉等。 硬铝合金的强度较防锈铝合金高，但防蚀性能
有所下降，这类合金有Al-Cu-Mg系和Al-Cu-Mg-Zn 系。新近开发的高强度硬铝，强度进一步提高，而
银白色，熔点1668℃，密度4.5g/cm3 1. 密度小、比强度高; 2. 耐热性好; 3. 耐蚀性能优异; 4. 化学性质十分活泼;
在真空或惰性气体中进行生产. 5. 成本高，价格贵。 自1952年正式作为结构材料使用以来发展极为迅速，在航空工业和化 学工业中得到了广泛的应用。
•
合金元素依对钛合金相图的影响可以分3类：
中性元素（锆、锡等）、α稳定化元素（铝、氧、
氮和碳等）和β稳定化元素（同晶型有钒、铌等；
共析型有铁、锰、铜等）。
与钢相似，同素异构转变是钛合金的组织、性能多样性的基础。
钛合金退火组织可分为α型（TA）、β型（TB）和α+β 型（TC）。
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钛合金手表
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美F-22战机约36%重量的零件用 钛合金制造
zinc alloy
1.镁及镁合金
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镁密度为1.74g/cm³，熔点为650℃。
No 其差的耐蚀性和低的抗氧化性使镁作为结构材料的应用比例不高。
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近年来作为新一代轻合金结构材料，镁合金得到了大力开发。
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两类镁合金：
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含铝的镁合金。 具有高的强度和塑性，良好的耐大气腐蚀性
表5-14 常用有色金属与铁的性能比较
名称
铝 铜 钛 锌 镁 铁
元素 符号
Al Cu Ti
Zn Mg Fe
原子 序数
13 29 22
30 12 26
密 晶体结 度构
2.70 画心立方 8.94 画心立方 4.51 密排六方
7.14 密排六方 1.74 密排六方 7.87 体心立方
熔 弹性 热导 电阻 点 模量 率 率
N 是抗磁材料。较高的塑性和耐蚀性， I o 高的弹性极限和疲劳强度。铜容易冷热成 mage 型，并具有高的循环再利用性。
按主加合金元素分类：
纯铜
导电及导热性能好，
抗大气腐蚀性好，塑性高，加工性
好， 无磁性冲击无火花等。
黄铜（Cu-Zn) 黄铜合金依成分其
力学和成形、加工性、铸造性、腐
蚀性等各异。
No
密度比普通硬铝减小15%，且能挤压成型，可用作 摩托车骨架和圈轮等构件。
Al-Li合金可制作飞机零件和承受载重的高级运 动器材。
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目前高强度铝合金广泛应用于制造飞机、舰艇
和载重汽车等，可增加它们的载重量以及提高运行
速度，并具有抗海水侵蚀，避磁性等特点。
图5-11 铝合金相图及分类示意图
物理性能：导电性好：Ag、Cu、Al； 磁性材料：Co； 超导材料；防辐射材料：Pb
化学性能：耐蚀性 Cu、Ti、Al、Zn等； Ti合金耐蚀性非常好；Zn产m Alloy
1.性能特点：
1、低密度; 2、导电及导热性能好; 3、抗大气腐蚀性好; 4、高比强度；
建筑
航空航天
军事
铝的 主要应用领域
交通运输
2.纯铝
分 类
高纯铝 99.99% 工业高纯铝 99.9% 工业纯铝 99%
铝无同素异构转变，故纯铝不能通过热处 理强化，通过冷塑性变形即加工硬化后强度 升高，但塑性降低。
3.铝合金
不能热处理强化
形变铝合金
铝合金
No能热处理强化 铝硅系 ZL1××
Image 铸造铝合金 铝铜系 ZL2×× 铝镁系 ZL3××
660 69
237 28.2
1084 110 401 16.78
1668 117 21.9 420
419 108 650 48 1538 209
116 59 156 43.9 80.4 96.1
力学性能：比强度高（σ/d），高温强度好； 例如:Al、Ti；用于航空、航天； Ni基合金工作温度800-1000℃、Mo基1300℃
青铜（Cu-Sn）是人类使用历史最
久的金属材料,Zn的加入明显地提
高了铜的强度，并使其塑性得到改
善，抗腐蚀性增强。
白铜（Cu-Ni） 有优异的耐蚀性和
高的电阻，故可用作苛刻腐蚀条件
下工作的零部件和电阻器的材料。
纯铜组织
No Image
No Image
5.7.3 钛及钛合金
性能特点：
Titanium Alloy
有色金属及其合金课件
概述
定义 : 除黑色金属 ( 钢、铁 ) 以外的所有金属。
例如：Cu、Al、Zn、Ag、Pb等。
分类
重金属(密度＞3.5) Cu、Ni 等。 轻金属(密度＜3.5) Al、Mg 等。 贵重金属 Au、Ag、Pt 等。 稀有金属 W、Ti、Ra、Nb 等。 半金属 Si、Te、B 等。
No Image
5.7.4 其他有色金属及合金
1.锌及锌合金
No Image
锌是一种蓝白色金属，密度为7.14克/立方厘米，熔点为419.5℃，化学 性质活泼，在常温空气中生成碱式碳酸锌膜。
锌合金的主要添加元素有铝，铜和镁等.锌合金按加工工艺可分为形 变与铸造锌合金两类.铸造锌合金流动性和耐腐蚀性较好，适用于压